Параллельные миры. Об устройстве мироздания, высших измерениях и будущем космоса

Эта книга посвящается моей любимой жене Сидзуэ

             MICHIO KAKU

PARALLEL
     WORLDS


A Journey Through Creation, Higher Dimensions,
        and the Future of the Cosmos





                      DOUBLEDAY
         New York  London  Toronto  Sydney  Auckland

           МИТИО КАКУ

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ
      МИРЫ


 Об устройстве мироздания, высших измерениях
            и будущем космоса



                  Перевод с английского





                          Москва
                            2017

УДК 524.8
ББК 22.6
    К16




       Переводчики М. Кузнецова, Н. Нарциссова (глоссарий)
         Научный редактор Д. Горбунов, д-р физ.-мат. наук



    Каку М.
К16    Параллельные миры: Об устройстве мироздания, высших изме     рениях и будущем космоса / Митио Каку ; Пер. с англ. — М.: Альпина
     нон-фикшн, 2017. — 566 с.

     ISBN 978-5-91671-728-0

        Если в конечном итоге нашей Вселенной суждено погибнуть,
     способны ли мы переместиться в другую? Этот вопрос, занимающий
     в последние десятилетия умы космологов всего мира, в центре книги
     известного физика и блестящего популяризатора науки Митио Каку.
     Другая вселенная, пишет он, может находиться в миллиметре от нас,
     но она недосягаема, поскольку существует в гиперпространстве, за пре     делами наших четырех измерений. Как покорить это гиперпростран      ство, мыслимо ли это? Такую возможность Каку видит в новой теории
     Мультивселенной — мира, образованного множеством вселенных,
     в числе которых наша — одна из великого множества. Но чтобы понять
     будущее космологии, необходимо разобраться в ее прошлых перипе     тиях и важнейших современных открытиях. И в это захватывающее
     путешествие читатель приглашается прямо сейчас.

                                              УДК 524.8
                                               ББК 22.6





                                                Все права защищены. Никакая часть этой книги не может
                                    быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и каки                                    ми бы то ни было средствами, включая размещение в сети
                                        интернет и в корпоративных сетях, а также запись в память
                                 ЭВМ для частного или публичного использования, без пись                                           менного разрешения владельца авторских прав. По вопросу
                                            организации доступа к электронной библиотеке издатель                                         ства обращайтесь по адресу mylib@alpina.ru.


                    © Michio Kaku, 2005
ISBN 978-5-91671-728-0 (рус.)     © Издание на русском языке, перевод, оформление.
ISBN 978-1400033720 (англ.)         ООО «Альпина нон-фикшн», 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ





Вступление .................................................................................7



ЧАСТЬ  I. ВСЕЛЕННАЯ

 ГЛАВА 1   Детские фотографии Вселенной .........................13

 ГЛАВА 2   Парадоксальная Вселенная .................................37

 ГЛАВА 3  Большой взрыв ....................................................65

 ГЛАВА 4  Расширение и параллельные вселенные ..........103




ЧАСТЬ  II. МУЛЬТИВСЕЛЕННАЯ

 ГЛАВА 5  Порталы в другие измерения и путешествие
           во времени .........................................................147

 ГЛАВА 6  Параллельные квантовые вселенные ...............191

 ГЛАВА 7   М-теория: мать всех струн ................................234

 ГЛАВА 8  Спроектированная Вселенная? ........................310

 ГЛАВА 9  В поисках эхо-сигналов из одиннадцатого
           измерения .........................................................329

                                                           П А Р А Л Л Е Л Ь Н Ы Е М И Р Ы

ЧАСТЬ  III. ПОБЕГ В ГИПЕРПРОСТРАНСТВО

 ГЛАВА 10 Конец всего ........................................................371

 ГЛАВА 11 Побег из нашей Вселенной ...............................392

 ГЛАВА 12 За пределами Мультивселенной .......................441



Примечания ...........................................................................465
Глоссарий  .............................................................................489
Благодарности .......................................................................525
Литература .............................................................................529
Предметно-именной указатель .............................................535





6

ВСТУПЛЕНИЕ





Космология изучает Вселенную как единое целое, в том числе
ее рождение и, возможно, ее конечную судьбу. Неудивительно, что эта наука претерпела множество трансформаций в ходе
своего медленного и нелегкого развития — развития, которое
часто омрачалось религиозными догмами и предрассудками.
  Первый переворот в истории космологии был связан с изобретением телескопа в XVII в. При его помощи Галилео Галилей, основываясь на работах выдающихся астрономов Николая
Коперника и Иоганна Кеплера, впервые приблизил к нам величие небес и сделал их предметом серьезных научных исследований. Кульминацией развития космологии на раннем этапе
стали работы Исаака Ньютона , который сформулировал фундаментальные законы, управляющие движением небесных тел.
Эти законы больше не рассматривались как некое волшебство
или мистика — стало ясно, что на все тела действуют силы,
которые можно измерить и подсчитать.
  Начало второго переворота в истории космологии было
положено изобретением больших телескопов, таких как телескоп в Обсерватории Маунт- Вилсон с огромным рефлектором
диаметром 250 см. В 1920-е годы при помощи этого гигантского телескопа астроном Эдвин Хаббл опроверг вековые догмы, гласившие, что Вселенная неизменна и вечна: он показал,
что галактики удаляются от Земли с невероятными скоростями, то есть Вселенная расширяется . Это подтвердило результаты общей теории относительности Эйнштейна , в которой архитектура пространства-времени представала отнюдь


                                                                               7

                                                           П А Р А Л Л Е Л Ь Н Ы Е М И Р Ы

не плоской и линейной, а динамичной и искривленной. Это
дало возможность выдвинуть первое правдоподобное объяснение происхождения Вселенной, которое заключалось в том,
что Вселенная возникла в результате катастрофического взрыва, получившего название Большой взрыв. Он разбросал звезды и галактики в разные стороны. Новаторский труд Георгия
Гамова и его коллег по теории Большого взрыва , а также работа Фреда Хойла, посвященная происхождению химических элементов, способствовали выстраиванию общей картины эволюции Вселенной.
  В настоящее время происходит третий переворот. Он начался около пяти лет назад и был вызван появлением целого арсенала новых высокотехнологичных приборов, таких как космические спутники, лазеры, детекторы гравитационных волн,
рентгеновские телескопы и высокоскоростные суперкомпьютеры. На данный момент мы располагаем самыми надежными
сведениями о природе Вселенной, включающими ее возраст,
состав и, возможно, даже ее будущее и окончательную гибель.
  Сейчас астрономы понимают, что Вселенная стремительно расширяется, бесконечно ускоряя это движение и постепенно становясь все холоднее и холоднее. Если этот процесс
будет продолжаться, то мы столкнемся с перспективой Большого охлаждения, когда Вселенная погрузится во тьму и холод,
а вся разумная жизнь погибнет.
  Эта книга посвящена именно третьему перевороту. Она
отличается от моих предыдущих книг по физике «За пределами научной мысли Эйнштейна» (Beyond Einstein) и «Гиперпространство» (Hyperspace), которые помогли представить
широкой публике новые концепции дополнительных измерений и теорию суперструн. В книге «Параллельные миры»
я уделяю основное внимание не проблеме пространства-времени, а революционным изменениям в космологии, произошедшим за последние несколько лет. В разработке этой темы
я опираюсь на новые данные, полученные учеными всего мира
из самых отдаленных уголков космоса, а также на новейшие


8

В с т у п л е н и е

открытия теоретической физики. Мне очень хотелось, чтобы
книгу легко было читать и понимать без предварительного введения в физику или космологию.
  В первой части я акцентирую внимание на изучении Вселенной, вкратце освещая достижения ранних этапов космологии, кульминационной точкой которых стало появление теории
инфляционного расширения Вселенной. Эта теория представляет на настоящий момент самую передовую формулировку теории Большого взрыва. Часть вторая посвящена исключительно
зарождающейся теории Мультивселенной — мира, состоящего
из множества вселенных, где наша является лишь одной из многих; кроме того, в ней рассматривается возможность существования порталов-червоточин , пространственных и временных
колец и возможная связь между ними через дополнительные
измерения. Теория суперструн и М-теория стали первыми крупными достижениями после основополагающей теории Эйнштейна. В этих теориях содержатся дальнейшие доказательства
того, что наша Вселенная — лишь одна из многих. И наконец,
в третьей части рассказывается о Большом охлаждении и о том,
каким представляют ученые конец нашей Вселенной. Я также
веду серьезный, хоть и гипотетический разговор о том, каким
образом в отдаленном будущем, триллионы лет спустя, высокоразвитая цивилизация могла бы использовать законы физики, чтобы покинуть нашу Вселенную и начать процесс возрождения в другой, более гостеприимной вселенной или вернуться
назад — в то время, когда Вселенная была теплее.
  Поток новых данных, которые мы получаем в настоящий
момент, современная техника, такая как космические спутники, способные сканировать небо, новые детекторы гравитационных волн , а также близящееся завершение строительства
новых ускорителей частиц размером с город, придают физикам
уверенность в том, что мы вступаем в золотой век космологии.
Словом, это благодатное время для физиков и всех, кто пускается на поиски знаний о происхождении и судьбе нашей Вселенной.


                                                                  9